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第三單元 物質(zhì)構(gòu)成的奧秘
課題1 分子和原子
【培優(yōu)訓(xùn)練題】
1．（全國復(fù)賽題）科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在特殊條件下水能表現(xiàn)出有趣的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。例如，在一定條件下給水施加弱電場，能使水在常溫常壓下結(jié)成冰（俗稱“熱冰”，結(jié)構(gòu)見下圖）。下列說法正確的是（ ）
A．在弱電場下，水分子的排列從無序轉(zhuǎn)變?yōu)橛行?br>B．水結(jié)成“熱冰”的過程中原子個數(shù)發(fā)生變化
C．上述變化過程中分子之間的間隔沒有發(fā)生變化
D．“熱冰”中水的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了改變
2．（廣東初賽）下列操作或現(xiàn)象與分子對應(yīng)的特性不一致的選項是（ ）
選項操作或現(xiàn)象分子的特性
A25 3的石油氣在加壓裝入容積為0.024 3的鋼瓶中分子間有間隔
B經(jīng)過加油站常聞到汽油的氣味分子是運動的
C100 L氧氣和100 L氮氣混合在一起，體積小于200 L分子的質(zhì)量非常小
D加熱氧化汞可得到金屬汞和氧氣分子是可以再分的
3．（山西中考題改編）請根據(jù)下圖回答問題：
（1）圖一中從微觀角度你獲得的一條信息______________________。
（2）圖二所示反應(yīng)前后發(fā)生變化粒子是____________（填“分子”“原子”或“離子”），該反應(yīng)的微觀過程是：①氫分子和氧分子分裂為氫原子和氧原子；則②表示___________________________。
【情景創(chuàng)新題】
4．“用微觀的眼光看世界”是我們學(xué)習(xí)化學(xué)的重要思想方法。試根據(jù)以下材料，結(jié)合你所學(xué)過的知識，簡要回答問題。
材料一 一滴水里大約有15萬億億個水分子，如果10億人來數(shù)一滴水里的水分子，每人每分鐘數(shù)100個，日夜不停，需要數(shù)3萬多年才能完成。
材料二 近代著名化學(xué)家道爾頓在著作中說：“一切物質(zhì)都是由數(shù)量巨大的，極微小的粒子（原子）構(gòu)成，這些粒子間通過引力相互結(jié)合，我們不能創(chuàng)造原子，不能分裂原子，我們能實現(xiàn)的變化，無非是把原先結(jié)合在一起的原子分開，或原先分開的原子結(jié)合起來�！�
（1）材料一說明 。
（2）有人對道爾頓觀點做了如下修正，你認為其中正確的是 。
①“一切物質(zhì)”應(yīng)該為“有的物質(zhì)” ②“變化”只指“化學(xué)變化”而不能指其他變化
③不能“創(chuàng)造”或“分裂”原子應(yīng)指明不能用化學(xué)變化的方法“創(chuàng)造”或“分裂”原子
A．①② B．①③ C．②③ D．①②③

參考答案
1．A 解析：水結(jié)成“熱冰”過程只是水的狀態(tài)發(fā)生改變，導(dǎo)致水分子間的間隔發(fā)生變化，同時水分子排列由無序轉(zhuǎn)變?yōu)橛行�，水變成熱冰的過程原子個數(shù)沒有發(fā)生改變。
2．C 解析：氣體混合后總體積小于兩者體積之和，說明分子間存在間隔。
3．（1）分子在不斷運動（分子間有間隔，或分子很�。�
（2）分子 氫原子和氧原子結(jié)合成水分子（或每2個氫原子與1個氧原子結(jié)合成1個水分子）
解析：蔗糖溶于水說明分子是不斷運動的，同時也說明分子間有間隔，溶解后蔗糖不見了，說明分子非常��；化學(xué)變化實質(zhì)是分子可以分成原子，原子不能再分，但原子可以重新組成組成新的分子。
4．（1）分子很小（體積和質(zhì)量都很�。�，但真實存在
（2）D
解析：原子只是構(gòu)成物質(zhì)的一種粒子，此外還有分子、離子等；分子分成原子、原子重新組成新物質(zhì)分子，是化學(xué)變化的實質(zhì)，而物理變化只是分子間距離發(fā)生變化，分子本身不變；原子是化學(xué)變化中最小粒子，在化學(xué)反應(yīng)時，原子不會“分裂” 或“創(chuàng)造”，只是原子間的重新組合。

課題2 原子的結(jié)構(gòu)
【培優(yōu)訓(xùn)練題】
1．（山東初賽）下列關(guān)于原子的觀點正確的是（ ）
A．原子的質(zhì)量與原子核里質(zhì)子和中子的總數(shù)量密切相關(guān)
B．原子的化學(xué)性質(zhì)與原子的結(jié)構(gòu)有關(guān)，與核外電子無關(guān)
C．原子雖不同，但是同一個原子核外的所有電子是完全相同的
D．原子核在化學(xué)反應(yīng)前后一定會發(fā)生改變
2.（全國復(fù)賽）在化學(xué)實驗和科學(xué)研究中，水也是一種常用的試劑。水分子在特定條件下容易得到一個H＋，形成水合氫離子（H3O＋）。下列對上述過程的描述不合理的是（ ）
A．元素的種類沒有變 B．微粒的組成發(fā)生了改變
C．微粒的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了改變 D．與水分子相比水合離子的電子數(shù)發(fā)生了改變
3.（湖北恩施中考改編）科學(xué)家設(shè)想宇宙中可能存在完全由反粒子構(gòu)成的物質(zhì)——反物質(zhì)，物質(zhì)與反物質(zhì)相遇會釋放出巨大的能量，在能源研究領(lǐng)域中前景可觀。正電子、負質(zhì)子等都是反粒子，它們跟通常所說的電子、質(zhì)子相比較，電量相等但電性相反。請推測反碳原子的結(jié)構(gòu)可能是（ ）
A．由6個帶正電荷的質(zhì)子和6個帶負電荷的電子構(gòu)成
B．由6個帶負電荷的質(zhì)子和6個帶正電荷的電子構(gòu)成
C．由6個帶正電荷的質(zhì)子和6個帶正電荷的電子構(gòu)成
D．由6個帶負電荷的質(zhì)子和6個帶負電荷的電子構(gòu)成
4.（廣東初賽）質(zhì)子和中子都是由u夸克和d夸克組成，u夸克帶電量為23 e，d夸克帶電量為 - 13 e，e為基元電荷。下列論斷可能正確的是 （ ）
A．質(zhì)子由1個u夸克和1個d夸克組成，中子由1個u夸克和2個d夸克組成
B．質(zhì)子由1個u夸克和2個d夸克組成，中子由2個u夸克和1個d夸克組成
C．質(zhì)子由2個u夸克和1個d夸克組成，中子由1個u夸克和2個d夸克組成
D．質(zhì)子由2個u夸克和1個d夸克組成，中子由1個u夸克和1個d夸克組成
【情景創(chuàng)新題】
5．人們?yōu)榻沂驹�子結(jié)構(gòu)的奧秘，經(jīng)歷了漫長的探究過程。1897年湯姆生發(fā)現(xiàn)電子并提出類似“西瓜”的原子模型。1911年盧瑟福等人為探索原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)又進行了下面的實驗：用一束帶正電的、質(zhì)量比電子大得多的高速運動的α粒子轟擊金箔，發(fā)現(xiàn)：①大多數(shù)α粒子能穿透金箔而不改變原來的運動方向；②一小部分α粒子改變了原來的運動方向；③有極少數(shù)α粒子被彈了回來。如右圖所示。
請你根據(jù)對原子結(jié)構(gòu)的認識，分析出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因：
（1）現(xiàn)象①： 。
（2）現(xiàn)象②： 。
（3）現(xiàn)象③： 。
參考答案
1．A 解析：原子的質(zhì)量主要集中在原子核上，而原子核是由質(zhì)子和中子構(gòu)成的；原子的化學(xué)性質(zhì)與原子最外層電子數(shù)關(guān)系密切；原子核外電子能量不相同，能量低的在離核近區(qū)域運用，能量高的在離核遠區(qū)域運動；在化學(xué)反應(yīng)中發(fā)生變化的是核外電子數(shù)，而原子核不會發(fā)生變化。
2．D 解析：氫原子核外只有1個電子，變成H＋后核外沒有電子，因此H+與H2O結(jié)合成H3O＋核外電子數(shù)與H2O核外電子數(shù)相同，則D錯誤。
3．B 解析：依題給信息：“它們跟通常所說電子、質(zhì)子相比較，質(zhì)量相等但電性相反”，再聯(lián)系所學(xué)知識碳原子是由6個帶正電荷質(zhì)子和6個帶負電荷的電子構(gòu)成。再由“反物質(zhì)”概念進行遷移、推理可知，反碳原子則是由6個帶負電荷的質(zhì)子和6個帶正電荷的電子構(gòu)成。
4．C 解析：每1個質(zhì)子帶1個單位正電荷，中子對外不顯電性。2個u夸克和1個d夸克總電量為2×（23 e）+ （-13 e）= e；1個u夸克和2個d夸克總帶電量為23 e+2×（-13 e）=0。所以不難得出，每個質(zhì)子由2個u夸克和1個d夸克組成，每個中子由1個u夸克和2個d夸克組成。
5．（1）原子核很小，原子內(nèi)部有很大的空間
（2）原子核帶正電，α粒子途經(jīng)金原子核附近時，受到斥力而改變了運動方向
（3）金原子核質(zhì)量比α粒子大得多，α粒子碰撞到金原子核時被彈了回來
解析：當(dāng)用帶正電荷的α粒子轟擊金箔時，大多數(shù)α粒子能穿透金箔，而且不改變原來的前進方向，說明原子內(nèi)部有很大的空間，原子并不是一個實心球體；這樣α粒子由于沒有受到阻礙，所以不改變原來的前進方向；一小部分α粒子改變了原來的運動路徑，說明帶正電的α粒子受到同種電荷的排斥，改變了方向，說明金的原子核帶正電。極少數(shù)α粒子好像碰到了堅硬不可穿透的質(zhì)點而被彈回，說明了帶正電的α粒子可能撞擊到帶正電荷的原子核而被彈回，說明金原子核質(zhì)量比α粒子大得多。

課題3 元素
【培優(yōu)訓(xùn)練題】
1.（泉州初賽） 著名的居里夫人首先發(fā)現(xiàn)某些原子具有放射性，即原子能自動地放射出一些特定的粒子。一種元素的原子經(jīng)過放射變成了另一種元素的原子，據(jù)此推斷放射出的粒子一定是（ ）
A．電子 B．中子 C．質(zhì)子 D．原子核
2.（江西初賽） 有兩種粒子，所含的質(zhì)子數(shù)相等，下列說法中正確的是（ ）
A．它們一定屬于同種元素 B．它們屬于不同種元素
C．它們一定是同一種原子 D．以上說法都不對
3.（宿遷中考改編）下列關(guān)于二甲醚（C2H6O）的說法錯誤的是（ ）
A．由碳、氫、氧三種元素組成
B．1個二甲醚分子是由2個碳元素、6個氫元素和1個氧元素組成
C．1個二甲醚分子中含有9個原子
D．二甲醚分子是由碳、氫、氧三種原子構(gòu)成的
4.（黑龍江初賽） X、Y、Z三種元素的核電荷數(shù)在1~18范圍內(nèi)，已知三種元素原子的最外層電子數(shù)相等，X、Y都能與氧化合，而Z不能。X、Y、Z原子的核外電子層數(shù)遞減，則X為__________，Y為________，Z為________。（填元素符號）
5．（江蘇初賽）下圖是1~18號元素原子最外層電子數(shù)與原子核電荷數(shù)的關(guān)系圖。試回答：

（1）1個水分子共有_______原子核、________個質(zhì)子。
（2） 1個g2+核外共有_____電子；Cl-的最外層電子數(shù)和______原子的最外層電子數(shù)相同。
（3）通過對該圖的分析，你能發(fā)現(xiàn)哪些規(guī)律？請寫出其中一個： 。
【情景創(chuàng)新題】
6．1977年8月，國際化學(xué)會無機化學(xué)分會做出一項決議：從104號元素以后，不再以人名、國名來命名，一律以新元素的原子序數(shù)（即核電荷數(shù)）的拉丁文縮寫來命名，即nil－0，un－1，bi－2，tri－3，quad－4，pent－5，hex－6，sept－7，dct－8，enn－9，照此規(guī)定，第104號元素的拉丁文名稱按“un＋nil＋quad＋iu（詞綴）”應(yīng)為“unniquadiu”，其元素符號定為“Unq”，第105號元素的拉丁文名稱為“Unnilpentiu”，元素符號為“Unp”，依次類推，請分別給下列元素命名：
（1）109號元素拉丁文名稱為 ，元素符號為 。
（2）111號元素拉丁文名稱為 ，元素符號為 。
（3）116號元素拉丁文名稱為 ，元素符號為 。

參考答案
1．C 解析：元素種類是由質(zhì)子數(shù)決定的，由“一種元素的原子經(jīng)過放射變成了另一種元素的原子”推知，發(fā)生改變的粒子一定是質(zhì)子。
2．D 解析：元素是具有相同核電荷數(shù)（即核內(nèi)質(zhì)子數(shù)）的一類原子的總稱。但粒子不一定是原子，如每個Ne原子、HF分子、H2O分子、NH3分子和CH4分子中都含有10個質(zhì)子。但它們不屬于同種元素。因此，質(zhì)子數(shù)相等的兩種粒子不一定屬于同種元素。
3．B 解析：元素是宏觀概念，只講種類，不論個數(shù)。
4．g Be He
解析：在核電荷數(shù)1~18范圍內(nèi)，只有稀有氣體不能與氧化合，再結(jié)合1~18號元素最外層電子數(shù)和題設(shè)要求，不難推知Z是He，Y是Be，X是g。
5．（1）3 10
（2）10 氖（Ne）、 氬（Ar）
（3）①隨著核電荷數(shù)的遞增，最外層的電子數(shù)呈周期性變化；②H、Li、Na最外層都是一個電子，Ne、Ar最外層都是8個電子；③金屬元素的原子最外層電子數(shù)一般小于4，非金屬元素的原子最外層電子數(shù)一般都大于4； ④He、Ne、Ar最外層都達到了穩(wěn)定結(jié)構(gòu)（合理答案均可）
解析：每1個原子只有1個原子核，每個水分子中共有3個原子，故有3個原子核，每1個水分子中含有2個氫原子（共2個質(zhì)子）和1個氧原子（8個質(zhì)子），因此每個水分子共有10個質(zhì)子；鎂原子核外有12個電子，失去2個電子，還剩下10個電子，氯離子最外層有8個電子，其中氖、氬原子最外層均是8個電子。
6．（1）Unnilenniu Une （2）Unununiu Uuu （3）Ununhexiu Uuh
解析：解答本題的關(guān)鍵在于根據(jù)題給信息中對104號以后元素的命名方法，依據(jù)所命名的元素的原子序數(shù)，對元素的名稱進行組合搭配。如109號元素，un－1、nil－0、enn－9、iu（詞綴），所以其名稱為Unnilenniu，元素符號為前三個詞的第一個字母組合在一起，即Une。111號、116號元素的命名方法依此類推。

第三單元 物質(zhì)構(gòu)成奧秘綜合訓(xùn)練
【培優(yōu)訓(xùn)練題】
1．（齊齊哈爾競賽題） 2002年諾貝爾化學(xué)獎得主之一的瑞典科學(xué)家維特里希夫巧妙地選用生物大分子中的某些原子（X）作為測量對象，測出相鄰X原子間的距離和方位。再通過計算機破譯了某些生物大分子的空間結(jié)構(gòu)。已知X2+核外有24個電子，該原子的相對原子質(zhì)量是56，則X的中子數(shù)是（ ）
A．32 B．48 C．80 D．30
2．（江蘇初賽） 下面是某學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)用語后一次練習(xí)的部分內(nèi)容，其中不正確的是( )
A．2nO42-：表示2個高錳酸根離子
B．2Ar：表示2個氬分子或2個氬原子
C．Fe2+：表示l個亞鐵離子
D．H2S中的“2”表示1個硫化氫分子中含有2個氫原子
3．（山東初賽）據(jù)報道，科學(xué)家在深海發(fā)現(xiàn)了一種外表象冰的固態(tài)物質(zhì)，這種物質(zhì)的成分是甲烷水合物(CH4•xH2O)，稱為可燃冰。測得這種晶體的結(jié)構(gòu)為平均每46個水分子建8個籠，每個籠中容1個甲烷分子或1個游離的水分子則在這種晶體中共含 種分子。若每8個籠容有6個甲烷和2個水分子，則在這8個籠組成的整體中，甲烷與水的分子個數(shù)比是 。
【情景創(chuàng)新題】
4．（原創(chuàng)題）資料一：據(jù)報道，浙西北藏著個聚寶盆，4平方公里范圍的稀土礦含鈧70 t，經(jīng)濟價值超700億元。稀土是國家戰(zhàn)略儲備資源，這次發(fā)現(xiàn)的鈧更能被用在國防、軍工、航天、核能等多個重要方面。
資料二：2012年8月16日“嫦娥一號”從月球返回信息表明，月球中含有豐富3He，同時測了月球上14種元素的含量和分布：K、Th（釷）、U（鈾）、O、Si、g、Al、Ca、Fe、Ti（鈦）、Na、n（錳）、Cr（鉻）、Gd（釓）。
請結(jié)合上述材料回答：
（1） “嫦娥一號”從月球返回信息表明，月球中含有豐富He-3原子，它可能成為未來核能的重要原料。He-3原子核內(nèi) 。
A．含有3個質(zhì)子，沒有中子 B．含有2個質(zhì)子，1個中子
C．含有1個質(zhì)子，2個中子 D．含有3個中子，沒有質(zhì)子
（2）鈧元素相關(guān)信息如下圖所示。下列說法中，不正確的是 。
A．該元素的元素符號為Sc
B．該元素屬于金屬元素
C．該元素的原子核外有21個電子
D．該元素的相對原子質(zhì)量為44.96 g
（3）月球上的3He（3表示相對原子質(zhì)量）蘊藏量巨大，探月的目標之一是探測核聚變?nèi)剂?He的分布。地球上的氦元素主要以4He形式存在。從原子的構(gòu)成來看，3He、4He兩種原子的_________數(shù)不同，化學(xué)性質(zhì)________�！版隙鹨惶枴绷硪粋�目標是探測下列14種元素的含量和分布：K、Th（釷）、U（鈾）、O、Si、g、Al、Ca、Fe、Ti（鈦）、Na、n（錳）、Cr（鉻）、Gd（釓）。其中屬于地殼中含量最多金屬是 ；屬于非金屬元素的有_________種。
（4）鈧是一種熔點高、密度小、抗腐蝕性能好的金屬。鈧（Sc）元素的粒子結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示：

圖1 圖2
①下列四種粒子的結(jié)構(gòu)示意圖中，與圖1化學(xué)性質(zhì)相似的是 。

A B C D
②圖2所表示的粒子的化學(xué)符號是 。

參考答案
1．D 解析：X2+ 核外有24個電子，是指X原子失去2個電子后還剩余24個電子，根據(jù)原子中，質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)可知，X原子的質(zhì)子數(shù)為26，根據(jù)相對原子質(zhì)量=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)可求得，X的中子數(shù)為56-26=30。
2．A 解析：表示2個錳酸根離子。
3．2 1?8
解析：由甲烷水合物（CH4•xH2O）可知，該晶體是由甲烷分子和水分子2種分子構(gòu)成； 8個籠用46個水分子，籠中還有2個水分子，共48個水分子和6個甲烷分子。
4．（1）B
（2）D
（3）中子 相同 鋁（或Al） 2
（4）①B ②Sc3+
解析：問題（1）根據(jù)題給信息可知，該氦原子的近似相對原子質(zhì)量為3，又知氦原子核內(nèi)有2個質(zhì)子，那么中子數(shù)為1。問題（2）元素周期表中原子序數(shù)等于核內(nèi)質(zhì)子數(shù)等于核外電子數(shù)，相對原子質(zhì)量單位是1，一般不寫出。問題（3）3He和4He它們的質(zhì)子數(shù)均為2，核外電子數(shù)也為2，因此它們的化學(xué)性質(zhì)相似，只是中子數(shù)不同。問題（4）原子核外最外層電子數(shù)決定元素的化學(xué)性質(zhì)，最外層電子數(shù)相同的元素，其化學(xué)性質(zhì)也相似；圖2結(jié)構(gòu)可以看出鈧失去了最外層3個電子，形成了3個單位正電荷的陽離子。